Question

12．汽車越來越多的走進(jìn)了普通百姓的家庭，小陳的爸爸最近也購買了一輛轎車，相關(guān)參數(shù)配置如表所示．通過觀察和查閱資料，小陳發(fā)現(xiàn)汽車上的許多部件都用到了物理知識，請你幫她完成下列相關(guān)問題：
（1）請你將汽車的啟動原理圖連接完整，說明：當(dāng)鑰匙插入儀表板上的鑰匙孔并轉(zhuǎn)動（相當(dāng)于閉合開關(guān)），電動機(jī)（M）工作，啟動轎車．

參數(shù)
車身質(zhì)量	1640kg	每個輪胎與地面的接觸面積	200cm2	變速器形式	雙離合
全身車長	4865mm	車身寬度	1820mm	車身高度	1475mm
最高車速	215km/h	油箱容積	70L	理論油耗	6L

（2）如果該汽車停放在水平路面上，則它對水平路面的壓強(qiáng)是多大？
（3）該車動力強(qiáng)勁，加速有力，下表是該車完成0-100km/h加速的數(shù)據(jù)：

速度/（km/h）	0	20.00	40.00	60.00	80.00	100.00
時間t/s	0	1.36	2.54	3.78	5.34	7.80
距離s/m	0	3.69	13.50	30.90	61.47	113.10

請計算該車在完成0-100km/h加速過程中的平均速度．
（4）若該汽車以120kW的恒定功率做勻速直線運(yùn)動，運(yùn)動過程中所受阻力不變，則在0-10s的時間內(nèi)，汽車發(fā)動機(jī)所做的功是多少焦？當(dāng)汽車以108km/h的速度做勻速直線運(yùn)動時受到的阻力是多大？

Answer 1

分析 （1）要解決此題，需要掌握電磁繼電器的工作原理，由低壓控制電路來控制高壓工作電路．電磁繼電器相當(dāng)于工作電路的開關(guān)；
（2）根據(jù)車的質(zhì)量可計算其重力，求出對路面的壓力，再根據(jù)壓強(qiáng)公式計算對路面的壓強(qiáng)；
（3）從表中找出路程和時間，利用速度的公式可計算平均速度；
（4）根據(jù)W=Pt求出轎車發(fā)動機(jī)做的功；
由圖可知轎車勻速直線運(yùn)動時的速度，根據(jù)P=Fv求出牽引力的大小，再根據(jù)勻速直線運(yùn)動時阻力和牽引力是一對平衡力求出阻力的大小．

解答 解：（1）電路連接如圖，鑰匙孔與一節(jié)電池、電磁鐵組成控制電路，電動機(jī)與總電源組成工作電路：

（2）汽車對路面的壓強(qiáng)：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{mg}{S}$=$\frac{1640kg×10N/kg}{4×200×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=2.05×10⁵Pa；
（3）該車在完成0-100km/h加速過程中的平均速度為：v=$\frac{s}{t}$=$\frac{113.1m}{7.8s}$=14.5m/s；
（4）汽車發(fā)動機(jī)所做的功：W=Pt=1.2×10⁵W×10s=1.2×10⁶J；
由公式P=Fv得，
當(dāng)汽車以108km/h的速度做勻速直線運(yùn)動時，汽車的牽引力：F=$\frac{P}{v}$=$\frac{1.2×1{0}^{5}W}{30m/s}$=4000N；
勻速直線運(yùn)動時阻力和牽引力是一對平衡力，則f=F=4000N．
答：（1）見上圖；
（2）它對水平路面的壓強(qiáng)是2.05×10⁵Pa；
（3）該車在完成0-100km/h加速過程中的平均速度是14.5m/s；
（4）汽車發(fā)動機(jī)所做的功是1.2×10⁶J；汽車受到的阻力是4000N．

點(diǎn)評 本題考查了學(xué)生對電磁繼電器的連接、重力公式、壓強(qiáng)公式、功和功率公式的掌握和應(yīng)用，綜合性較強(qiáng)，但難度適中．